浅析基于NFC—SWP的城市通卡空开空圈可行性

施晓光+孙健

摘 要：城市通卡（或市民卡）是各地政府提供便民服务的信息化载体，随着市场化的发展，在移动互联网快速发展的今天，以支付宝和微信为代表的线上支付通道快速向线下入侵，为广大市民的生活带来了方便和实惠，但也改变和养成了市民的新型使用和消费习惯，这对传统城市通卡公司虽还未形成冲击，但各地城市通卡已成为线上支付通道即将要攻破的最后一个堡垒。在这场战斗中，城市通卡只有快速的武装起移动互联网这样的武器，才有可能抵抗住线上支付通道的冲击，进而完善自身服务，为各地的智慧城市建设提供更好的服务。

关键词：城市通卡;NFC;TSM;空中;下载;圈存

中图分类号：TP3             文献标识码：A                文章编号：2095-1302（2015）09-00-03

0  引  言

全国各地的城市通卡均已初具规模，服务场景从最初的公共交通扩散到超市、加油站、商场、公园等区域，部分城市通卡通过与市民卡的整合，即可实现社会、金融消费等功能。城市通卡已经成为广大市民日常生活中非常重要的一种支付工具。但是，随着移动互联网的快速发展，移动支付日益壮大，以支付宝和微信为首的线上支付已开始向线下强势入侵，对城市通卡形成了强大的压力。城市通卡经过近几年的快速发展，在传统线下场景里功能已趋于完善，但在面对线上支付通道的入侵时，也必须改变现状，以应对这一波互联网浪潮的冲击。

近距离无线通信技术（Near Field Communication，NFC）具有四大技术特点：

（1）多卡合一：可以实现多种卡在一张卡上整合;

（2）动态加载：可将卡作为一种应用在手机上下载、删除;

（3）双向通信：可采用主动模式和被动模式，支持卡模拟、阅读器、点对点传输三类应用;

（4）移动互联：通过手机客户端与互联网连接，实现线上支付与线下支付的融合。

基于NFC，城市通卡可实现传统卡片向手机应用的转变，实现城市通卡的互联网化，同时在城市通卡原有的使用场景中完成线上支付的融入，进而完成城市通卡的完美演进。

实现这样的转变，需要将城市通卡应用及其敏感数据下载并存储到移动设备的相应模块中，以执行非接事务，实现城市通卡的传统物理卡加载到同一个安全模块中。在移动设备中存储与执行这些应用的组件称之为“SE”。

根据“SE”位置的不同，NFC的实现方式主要有三种：

（1）SWP全终端方式：“SE”在手机NFC模块中，需要终端厂家支持;

（2）SWP-SD方式：“SE”在SD卡中，需要卡应用方自行发卡;

（3）SWP-SIM方式：“SE”在SIM卡中，需要运营商支持。

以上三种方案均能实现传统卡的互联网化，实现空中下载和空中圈存等业务。但全终端方案需要依赖终端厂商，而城市通卡目前基本上是每个城市一种卡，因终端厂商的定制成本太高无法做到全国或者多个城市一种卡。SWP-SD卡方案由卡应用方自行控制，但现在终端的发展趋势是内存内置，SD卡槽已逐渐被淘汰。SWP-SIM卡方案需要运营商支持，而城市通卡基于线下的公共交通和生活支付应用对于增强运营商的用户粘性有非常大的帮助，且运营商SIM卡的定制成本相对终端要低很多，本文就是基于SWP-SIM方案展开的可行性研究。

1  运营商手机支付业务接入方案

图1所示是手机一卡通的系统视图。所有的卡片应用与运营商的SEI-TSM对接或者通过SP-TSM对接即可完成应用接入，而SP-TSM要通过GP TSM-API与运营商的SEI-TSM对接，才能实现应用的对接。运营商SEI-TSM通过无线网络，采用BIP/SMS/HTTPS/APK等方式与手机终端实现连接，将卡片应用推送至相应的钱包客户端，钱包客户端再按照ISO 7816协议与USIM卡实现机卡连接，然后依靠NFC手机天线按照IS0 14443协议与各种POS终端连接即可进行消费或者充值等服务。

TSM （Trusted Service Manager） 可信服务管理（多应用管理）平台可在基于智能卡的移动支付场景中，为智能卡空中发卡及多应用管理提供业务、技术和安全保障，实现卡片发行方、应用提供方和TSM服务方的互联互信。

图1  手机一卡通系统视图

通用TSM平台用户可以随时、随地、随需加载自身物理卡中的应用，达到“节省发卡成本、合理利用卡片空间”的目标。

根据以上结构图分析，只需要将城市通卡应用按照运营商的接入标准实现对接，即可快速实现传统卡片的互联网化。

2  城市通卡应用接入可行性分析

根据运营商手机支付业务接入方案，可以通过三种方式来接入城市通卡应用。

第一种方式是预置发卡、无空中业务展示，具体方法如下：

（1）制作对应的CAP包;

（2）展开卡片与场景POS的适配测试;

（3）定版发卡。

案例：沃智汇一代预置发卡（非标准CPU卡）

南京市民卡公司和南京联通进行合作，基于13.56 MHz的NFC终端+SWP-USIM卡方式，共同推出“沃智汇”卡服务，将南京智汇卡应用加载在SWP-USIM卡中，电子钱包账户独立。图2所示是其预置方式示意图。

图2  预置方式示意图

第二种方式是预置发卡、通过客户端实现空中查询和空中充值。具体方法如下：

（1）制作对应的CAP包;

（2）展开卡片与场景POS的适配测试;

（3）插件开发（查询和充值功能）;

（4）定版发卡。

案例：北京公交预置发卡（标准CPU卡）

北京公交和北京联通进行合作，基于13.56 MHz的NFC终端+SWP-USIM卡方式，共同推出北京市政手机一卡通服务，将北京公交一卡通应用加载在SWP-USIM卡中，公交账户独立，资金归属还在北京公交，可通过手机客户端实现空中充值、空中查询，即用户通过绑定银行卡进行客户端方式的充值，充值资金结算到达通卡公司，还可以查询余额、交易记录。

第三种方式是全业务空中实现。具体方法如下：

（1）制作对应的CAP包;

（2）展开卡片与场景POS的适配测试;

（3）城市通卡TSM平台开发;

（4）插件开发（用于城市通卡TSM与运营商TSM对接）;

（5）定版发卡。

案例：沃智汇二代空开发卡（标准CPU卡）

通过建设如图3所示的城市通卡TSM平台实现基于NFC-SWP的空开空圈应用。

图3  城市通卡TSM平台应用

空开：即下载发卡，是通过空中方式实现NFC终端SWP-USIM卡应用下载及个人化，实现SWP-USIM卡通卡功能的开通、建立绑定关系及激活操作。同时引导用户下载及使用通卡App客户端应用。

空中圈存：用户通过沃智汇客户端可实现通过银行卡或通卡后台账户渠道向通卡电子钱包进行充值操作。圈存可参见图4所示的示例。

图4   基于SWP的城市通卡空圈数据流程

在此基础上，建立通卡TSM平台与联通TSM平台互联，便可以通过图5方式来实现城市通卡全业务空中实现。

图5  TSM平台互联对接框图

具体业务流程是先由客户端发起下载申请，经运营商TSM平台向城市通卡TSM平台发起请求，由城市通卡TSM平台向运营商TSM发送应用及个人化数据，再由运营商TSM平台向手机客户端下载应用及个人化数据，由手机客户端向SIM卡写入具体的应用和个人化数据。同样，充值及查询服务也采用业务流程来实现，具体可参见图6所示。

图6  空中开卡业务流程

如果城市通卡无TSM平台，可通过运营商的地方TSM平台或者SP-TSM平台实现对接，其效果和功能是一样的。

综上所述，城市通卡是可以实现空开和空圈的，但需要根据各地城市通卡的技术平台现状来制定实施方案和步骤。

（1）城市通卡是非标准CPU卡，只能实现卡片的预置，暂不能实现其他服务;

（2）城市通卡是标准CPU卡，可实现卡片的预制，且通过插件的开发实现空中查询和充值;

（3）城市通卡是标准CPU卡且已有TSM平台，可通过客户端实现全部业务。

3  城市通卡实现空开空圈的价值及意义

城市通卡通过NFC实现空开空圈业务后，具有以下几点意义：

（1）降低了发卡环节中的多项成本，包括但不限于卡片成本、人工成本、库存成本等;

（2）用户可以随时、随地、随需的下载、充值、查询;

（3）用户可以通过各种支付方式向城市通卡充值，包括但不限于各家银行、支付宝、微信等;

（4）通过客户端，城市通卡公司可以开展各种互联网方式的促销和活动，既降低了成本又提高了活动的效果;

（5）通过客户端，还可以将手机变为一个移动POS，随时可以为传统卡片提供查询、充值、消费等服务，更扩大了城市通卡的使用范围。

（6）全国各地用户在到达某地之前，就可根据需求下载使用当地通卡，在离开时也可以根据需要选择保留或者删除。

通过这种方式，可以实现多地城市通卡在一张SIM卡上的整合，真正做到一卡在手，全国漫游，同时对各地城市通卡公司的密钥管理、结算等不产生任何影响。

4  结  语

总之，城市通卡通过NFC-SWP可实现空开空圈，故可以快速提升自我服务能力，并在这一波移动互联网大发展的浪潮中迎头赶上，同时能更全面的为智慧城市建设提供卡片载体服务，快速实现便民、利民和惠民智慧服务。

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